數(shù)字化變電站繼電保護適應性研究

朱偉

摘 要：電力與人們的生活息息相關，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性對人們的工作生活有著重要的影響。隨著科學技術的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術逐漸在社會各個領域得到了廣泛運用，數(shù)字化變電站也逐漸得到了推廣，變電站繼電保護適應性問題越來越受到人們的關注。相關人員應加強對這一問題的分析，積極尋求解決方案予以解決，以保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。文章就數(shù)字化變電站繼電保護適應性進行了研究分析。

關鍵詞：數(shù)字化；變電站；繼電保護；適應性

前言

近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們的用電需求日益上升，并對供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。為滿足人們需求，我國加強了對數(shù)字化變電站的建設，并開始廣泛運用繼電保護裝置，現(xiàn)階段繼電保護系統(tǒng)中還存在著一些問題，無法充分滿足其適應性要求，因此，需要相關人員加強對繼電保護適應性問題的研究，以促進智能電網(wǎng)建設。

1 數(shù)字化變電站相關概述

數(shù)字化變電站就是將變電站處理的模擬信息量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息量[1]。并能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，將一次設備和二次設備建立在統(tǒng)一的通信基礎上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集的數(shù)字化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的緊湊化等。數(shù)字化變電站不僅具有傳統(tǒng)變電站無法相比的自動化優(yōu)勢，更具備了安全性高、經(jīng)濟效益好、測量精準度高等特點，是我國智能電網(wǎng)建設的重要內(nèi)容。

2 數(shù)字化繼電保護裝置特點

與傳統(tǒng)繼電保護裝置相比，數(shù)字化繼電保護裝置的微處理器功能更為豐富，主要由數(shù)字電路構(gòu)成，其中具備多個可選擇接口。對數(shù)據(jù)信息的收集采用電子式互感器，而不是利用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)單元獲取模擬量。

同時，數(shù)字化機電保護裝置的電子式互感器能夠?qū)λ占畔⑦M行處理，并利用內(nèi)部光纖向低壓端傳輸相關數(shù)字信號，利用合并單元轉(zhuǎn)化成正確格式的數(shù)據(jù)，有效減少了在模數(shù)轉(zhuǎn)換的工作。

3 數(shù)字化變電站繼電保護適應性研究

3.1 對電子互感器適應性的研究

電子互感器類型不同，其原理也就不同[2]。數(shù)字化變電站中的電子互感器按照功能不同，可以分成兩種類型，分別為無源式電子互感器和有源式電子互感器，按照原理不同，可以分成光學原理互感器和Rogowski線圈原理互感器，同時，其型號等也有所不同，后期維修、量程等也存在一定的差異性。

測量延時誤差對繼電保護裝置能夠產(chǎn)生嚴重的影響，因此，在應用前，應首先對電子式互感器進行測量，一旦出現(xiàn)延時差異，則需要保護裝置設置一定延時補償，彌補延時誤差，避免對繼電保護裝置的影響。

電子式互感器中一旦出現(xiàn)量程差異，即測量值超出輸出量程上限或下限時，極易發(fā)生波形穿心畸形的情況。并且，在使用不同量程的電子式互感器時，對同一測量值的測量結(jié)果也有所不同，極有可能造成機電保護裝置誤動作。因此，相關人員在選購電子式互感器時，應盡量保證所用設備為相同廠家、相同型號，以避免量程差異對繼電保護裝置造成的影響。

3.2 過程層網(wǎng)絡與電子式互感器動作實時性的適應性研究

過程層組網(wǎng)方式與傳統(tǒng)方式相比，更能延長繼電保護動作時間。而繼電保護動作時間越短、制動面積會越小，穩(wěn)定性也會相對提高，這種情況在高壓電網(wǎng)中尤為明顯。過程層組網(wǎng)方式繼電保護動作時間延長的主要原因就是網(wǎng)絡延時、保護裝置采樣延時、電子互感器處理延時等。因此，相關人員應通過加強對繼電保護算法的完善、提升數(shù)據(jù)處理效率、優(yōu)化過程層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計等手段，盡量減少繼電保護工作時間，提升穩(wěn)定性。

3.3 數(shù)字化繼電保護與電子式互感器采樣同步問題研究

數(shù)據(jù)采樣傳輸延時增大受電子式互感器與網(wǎng)絡設備與網(wǎng)絡設備影響[3]。對不同類型、品牌電子式互感器的運用也對數(shù)據(jù)傳輸差異性的形成產(chǎn)生影響，甚至會造成采樣延時等情況，因此，需要對數(shù)字變電站所采集的數(shù)據(jù)進行同步處理，以消除傳輸延時等造成的影響，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集時間的準確辨別和數(shù)字化變電站過程層、間隔層數(shù)據(jù)的同步。

在進行同步處理時，可以利用合并單元差值計算的方法，進行保護裝置和電子式互感器所采集數(shù)據(jù)的同步處理。或是利用站內(nèi)統(tǒng)一時鐘法，對外部時鐘源進行統(tǒng)一設置，如GPS、伽利略衛(wèi)星等同步衛(wèi)星時鐘信號，并利用銣鐘等高精度電子鐘提升外部時鐘源的可靠性，使其能夠作為電子式互感器采樣數(shù)據(jù)處理的同步源。

4 數(shù)字化變電站繼電保護動態(tài)模擬測試方案

保護動作的快速性、靈敏性、可靠性等在數(shù)字化保護測試中具有重要的作用，是數(shù)字化保護測試的主要指標?，F(xiàn)階段數(shù)字化變電站中所采用的電子式互感器，具有多間隔、多類型等特點，大大增加了對保護適應性的需求，同時，為提升對過程層網(wǎng)絡中不同異常情況的適應性，數(shù)字化保護裝置中也產(chǎn)生了多種閉鎖機制，需要相關人員對這些閉鎖機制進行合理的數(shù)字化保護測試，盡量延長有效保護時間。

結(jié)合數(shù)字化變電站網(wǎng)絡化和電子式互感器的實際情況，制定科學合理的數(shù)字化變電站繼電保護動態(tài)模擬測試方案，通過測試，對數(shù)字化變電站系統(tǒng)的功能和性能進行審查，以保證其符合設計標準，具有可行性。在特定的電網(wǎng)環(huán)境中，這一測試也能夠測試數(shù)字化保護的應用性能。測試的方法主要有模擬數(shù)字化變電站典型的系統(tǒng)和組網(wǎng)模式、模擬測試各種電器故障、對通信網(wǎng)絡和數(shù)字換變電站電子式互感器中可能存在的異常情況進行模擬測試，以及特定電網(wǎng)系統(tǒng)下，結(jié)合現(xiàn)有情況，對數(shù)字化變電站系統(tǒng)進行模擬等。

5 結(jié)束語

隨著人們用電需求的增長和科學技術的進步，我國積極開展數(shù)字化變電站建設工作，并廣泛運用繼電保護裝置。而數(shù)字化變電站繼電保護適應性也成為了人們關注的主要問題，相關人員應深入分析其中問題，總結(jié)經(jīng)驗，利用先進科學技術有效解決這一問題，使數(shù)字化變電站繼電保護適應性、可靠性、安全性得以提升，實現(xiàn)我國配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和數(shù)字化變電站經(jīng)濟效益最大化。

參考文獻

[1]周程.數(shù)字化變電站繼電保護適應性探討[J].經(jīng)營管理者，2014，5（15）：379-380.

[2]黃悅.數(shù)字化變電站的繼電保護適應性分析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2014，3（9）：72-73.

[3]羅媛.數(shù)字化變電站的繼電保護適應性分析[J].科技與企業(yè)，2013，12（24）：157-158.